Föld körüli pályáról sugározna a világűrbe telepített naperőmű

John Mankis, az Amerikai Űrkutatási Hivatal egykori munkatársa hasonló szerkezetet álmodott a világűrbe, mint amilyennel anno Arkhimédész elpusztította az ellenséges csatahajókat. Ezúttal azonban naperőműként békés célokat szolgálna: forradalmasíthatná a katasztrófaelhárítást és megbízható energiaforrást teremthetne a fejlődő országok számára.

Ki hinné, hogy Arkhimédész egykori találmánya ma is megmozgatja a tudósok fantáziáját? Időszámítás előtt 231-ben a római flotta ostrom alá vette a szicíliai Szürakuszát, amely akkoriban görög fennhatóság alá tartozott. A városállam a második pun háborúban Karthágó oldalán állt, ezért tekintették ellenségüknek a rómaiak. Az ostrom közel két évig tartott, mert az idős Arkhimédész, az ókor legnagyobb matematikusának és fizikusának hadigépeinek segítségével a szürakuszai védők visszaverték a támadásokat. Egy legenda szerint óriás tükrökkel a római hajókra irányította a nap fényét, és így felgyújtotta őket. (Végül Róma-barát szürakuszaiak árulása folytán került a városállam a rómaiak kezére, akik megölték Arkhimédészt is.)

Orbitális pályán

John Mankis, a NASA egykori munkatársa hasonló szerkezetet álmodott, de a világűrbe. Elkészítette a space-based solar power (SBSP), azaz világűrbe telepített napenergia programot, és ezen belül a világ első Föld körüli pályára állított naperőművének terveit. Úgy vélte, hogy az SPS-Alpha (Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array) névre keresztelt, műholdként irányítható erőművet már 2025-ben pályára állíthatják. Az elképzelés a következő: több tízezer kisebb, felfújható modult juttatnának fel az űrbe, ahol ezekből egy harang alakú struktúrát állítanának össze, amely tükrökkel a rendszer napelemeire koncentrálná a központi csillag sugarait. A begyűjtött energiát aztán mikrohullámok formájában földi állomásokra sugároznák, kimeríthetetlen környezetbarát erőforrást hozva létre. A szerkezettel egyelőre csupán két gond van: nincs belőle prototípus, így nem lehet kipróbálni, tesztelni, másfelől a program elindításához minimum 15-20 milliárd dollárra lenne szükség. Ezektől eltekintve Mankis optimista, szerinte a 2025 reális időpont.

– Egy Föld körüli pályán keringő naperőműnek számos előnye lenne a ma használatos napenergiafarmokkal szemben – nyilatkozta. – Az egyik, hogy teljesítményét sem az időjárás, sem az atmoszféra szűrőhatása nem befolyásolja, és az sem, hogy a nap reggel felkel, este pedig lenyugszik. Így az SBSP-technológiák rendszerbe állítása jelentősen csökkenthetné az emberiség fosszilis energiaforrásoktól való függőségét. Mivel az erőmű orbitális pályán kering, a bolygó bármely pontjára továbbíthatja a megtermelt energiát. Egyetlen ilyen napenergia-műhold az emberiség egyharmadának energiaigényét kielégíthetné – állítja Mankis, aki szerint az SPS-Alpha emellett forradalmasíthatná a katasztrófaelhárítást, megbízható energiaforrást teremthetne a fejlődő országok számára, és megfizethető, környezetbarát lehetőséget kínálhatna a világnak a lassan kiapadó fosszilis energiaforrások kiváltására.

Világuralmat hozhat

Hogy John Mankis nem valami teljesen elvetemült dolgon töri a fejét, jelzi, hogy 2012 szeptemberében egy nápolyi szakkonferencián az orosz Roszkozmosz egy 100 kilowattos SBSP-rendszer prototípusának terveit mutatta be, a Kínai Űrtechnológiai Akadémia (CAST) pedig bejelentette, hogy 2025-ig alacsony Föld körüli pályára szándékoznak juttatni egy hasonló teljesítményű rendszert, 2050-re pedig geostacionárius pályára állítják az első működőképes űrbéli naperőművet.

Mankis ötlete mellé pedig máris megalakult az amerikai Solar High nevű lobbiszervezet.

– Az SBSP optimális energiaforrást jelent a világ számára, és idővel szinte minden mást kiszorít. Úgy gondolom, hogy száz éven belül minden kétséget kizáróan eljön az idő, amikor az energia túlnyomó részét az űrből szerezzük be. A kérdés mindössze annyi, hogy ez pontosan mikor következik be – jelentette ki Ralph Nansen, a Solar High egyik képviselője. – Az ipari forradalom idején a szén révén Anglia uralta a világgazdaságot. Az első texasi kőolajmező felfedezése után az Amerikai Egyesült Államok került irányító szerepbe. Meggyőződésem, hogy az első űrbéli naperőművet létrehozó államnak is domináns szerepe lesz a világgazdaságban.

Mankis a szerkezetet 35 800 kilométeres magasságba, geostacionárius pályára telepítené. A napsütés intenzitása ott 1347 watt/négyzetméter, tehát 30 százalékkal nagyobb, mint a földfelszínen tapasztalt maximum, és mivel nem zavarnak be a felhők, optimális pályával számolva a rendszer csaknem egész évben direkt megvilágításban maradhat, vagyis folyamatosan begyűjtheti és sugározhatja az energiát a Földre. A továbbítást koncentrált mikrohullámokkal, vagy esetleg irányított lézernyalábokkal képzelte el, amelyeket gigantikus antennák fognának be a megfelelő helyeken.

Szétszórja a légkör?

Eric Anderson, az amerikai Planetary Resources társaság tagja szerint az SPSB lehet a legjobb opció a napenergia megbízható és fokozott mértékű kiaknázására, de a kivitelezés költségei pillanatnyilag még túlságosan is magasak lennének.

– Az így előállított áram ára persze többszöröse lesz a hagyományos forrásokból származó elektromos energia költségeinek, de egy súlyos katasztrófa után ezzel senki sem fog törődni – jegyezte meg Anderson.

Más vélekedések szerint éppen az energia lesugárzásának módszerén bukhat meg a hasznosnak tűnő ötlet: a légkört ugyanis nem lehet kikerülni, és a jelenlegi módszerek mindegyikével rengeteg energia elveszne az atmoszférán való áthaladás során. A legfelhőtlenebb égbolt is vízcseppek milliárdjaival van tele, amelyeken szétszóródnak a beérkező sugarak. Tom Murphy, a Kaliforniai Egyetem fizikaprofesszora úgy véli, a legoptimistább becsléssel is a begyűjtött napenergia legalább fele rámenne a mikrohullámokká való átalakításra és a légkörön való áthaladásra. Így pedig még sokkal olcsóbb kivitelezési költségek mellett sem lenne értelme napfarmokat az űrbe telepíteni.